【簡介:】這個問題涉及到飛機總體氣動性能和渦槳/活塞動力兩個方面的專業(yè)背景知識,老鷹航空為了回到好這個問題,就從下面三個方面來解釋一下吧:
1、飛機的升力產(chǎn)生機理;
飛機的升力本質(zhì)上
這個問題涉及到飛機總體氣動性能和渦槳/活塞動力兩個方面的專業(yè)背景知識,老鷹航空為了回到好這個問題,就從下面三個方面來解釋一下吧:
1、飛機的升力產(chǎn)生機理;
飛機的升力本質(zhì)上并不是來自于發(fā)動機產(chǎn)生的推力,而是由飛機機翼上下表面的壓力差所產(chǎn)生的,這就是伯努利原理在起作用。飛機升力公式就是L=1/2ρV2SCL,L是升力,ρ是空氣密度,V是速度(相對于空氣的速度),S是機翼面積,CL是機翼升力系數(shù)。因此,要想讓流經(jīng)飛機機翼產(chǎn)生的升力超過重力,除了加大飛機機翼面積和提高機翼空氣動力學(xué)性能之外,提高飛機的速度就是非常關(guān)鍵的。而發(fā)動機,無論是噴氣式還是活塞式+螺旋槳這樣的布局,其本質(zhì)都是不斷推動飛機向前加速,從而產(chǎn)生足夠的速度,這樣才可以保障飛機機翼產(chǎn)生足夠的升力,使飛機離開重力束縛飛向天空。
2、飛機的推力需求量;
在航空工程界一般會使用一個專業(yè)參數(shù)來核算推力的需求,這就是所謂的“升阻比”,通俗的說就是升力和阻力的比值,對于二戰(zhàn)時期大多數(shù)飛機而言,一般在8倍左右,以B-29這樣的四發(fā)轟炸機為例,其最大起飛重量在60噸左右,那么起飛升力應(yīng)該是在60噸,那么飛行阻力實際上只有7.5噸;再加上由四臺發(fā)動機來均攤,也就是說每臺發(fā)動機配合螺旋槳只需要輸出1.875噸的推力就可以把60噸滿載的B-29轟炸機推向天空了。
3、渦槳/活塞發(fā)動機+螺旋槳推力輸出量;
二戰(zhàn)時期飛機使用的動力裝置基本上都是大功率活塞發(fā)動機+螺旋槳形式,極少數(shù)是早期的噴氣式動力裝置。但凡是采用螺旋槳形式的動力系統(tǒng),發(fā)動機只是負責(zé)輸出足夠旋轉(zhuǎn)力矩以便于讓螺旋槳進行高速旋轉(zhuǎn),真正產(chǎn)生推力的其實還是螺旋槳。而螺旋槳產(chǎn)生推力的機理,本質(zhì)上和機翼是一樣的。影響螺旋槳產(chǎn)生推力大小的因素主要有:槳葉翼型、幾何形狀、槳葉扭轉(zhuǎn)角、槳葉數(shù)量等。以上面提高的B29轟炸機為例,每個發(fā)動機需要輸出1.875噸的推力,其螺旋槳采用的是四葉全金屬大直徑槳葉,平均到一個槳葉上只需要輸出470kg的推力即可,這樣的輸出要求就很小了。這就是空氣動力學(xué)的魅力所在。
所以,通過上面三個方面的解釋就可以看出,相比于升力要求,螺旋槳發(fā)動機動力配置模式其實需要承擔(dān)的推力要求并不是很高。
——問題就回答到這里了——
對航空感興趣的朋友不妨來關(guān)注老鷹航空吧。(圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開圖片,如侵則刪。)
歷史小挖客說:螺旋槳可能是當(dāng)時飛機上技術(shù)含量最高的一個部件。前面有答主答得很好,稍做一點補充和延伸。
飛機的升阻比飛機能在天上飛,靠的是機翼產(chǎn)升的升力。螺旋槳產(chǎn)生的推力。推力只是讓飛機加速到一定的速度,并不直接產(chǎn)生升力。在一定速度下,機翼會產(chǎn)生足夠的升力。一戰(zhàn)時期飛機特別是戰(zhàn)斗機,要爬升得比對手更快,就要靠更大的機翼面積,大王牌里希特霍芬的座機??耸剑瑸榇瞬捎昧朔浅:币姷娜龑訖C翼,如下圖。
如果飛機是保持高度勻速飛行,這時候飛機的推力等于阻力,升力等于重力,升力和阻力之比就稱為升阻比。但升阻比不是個恒定不變的值,因為飛機速度范圍很大,同一架飛機,只要是高度不變,這時候可以認(rèn)為升力就是重力,但速度不同,要克服的阻力卻差別巨大,推力自然也差別巨大。通常說一架飛機的升阻比,是指它的最大升阻比。
通俗的說,一架8噸重的飛機升阻比為8,那么它在保持穩(wěn)定飛行所需要最小推力是1噸。如果要爬升、加速,這個推力就不夠了。
題外話,升阻比還可以倒過來說。由于在穩(wěn)定勻速飛行時,升力往往等于重量,推力常常等于阻力,因此我們把“升阻比”前后顛倒一下,就成了好多軍迷津津樂道的“推重比”啦,現(xiàn)在一般100噸的客機,有20噸推力,推重比大約0.2。
以F-15戰(zhàn)斗機為代表,推重比超過了1,因此可以實現(xiàn)不依賴機翼的垂直爬升,也被稱為“垂直動力爬升”,意思是這時候機翼幾乎沒啥用,推力夠了板磚都能上天!
螺旋槳的特點突然發(fā)現(xiàn)這些東西好枯燥,看到這里的都是飛機的鐵粉啊